题目内容
【题目】如图所示,在水平粗糙横杆上,有一质量为m的小圆环A,用一细线悬吊一个质量为m的球B.现用一水平拉力缓慢地拉起球B,使细线与竖直方向成37°角,此时环A仍保持静止.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)此时水平拉力F的大小;
(2)环对横杆的压力及环受到的摩擦力.
【答案】(1) mg (2)2mg,方向竖直向下 mg,方向水平向左
【解析】
(1)取小球为研究对象进行受力分析,受到拉力F、重力G、细线拉力FT,由平衡规律得:
FTsin37°=F
FTcos37°=mg
联立解得F=mg
故水平拉力F的大小为mg.
(2)取AB组成的系统为研究对象,受到总重力、支持力、拉力和滑动摩擦力,如图
根据共点力平衡条件,有
FN=2mg
Ff=F
由牛顿第三定律FN=-FN′
故对横杆的压力大小为2mg,方向竖直向下,环受到的摩擦力大小为0.75mg,方向水平向左.
【题目】用单摆测定重力加速度的实验如图所示。
①组装单摆时,应在下列器材中选用________(选填选项前的字母)。
A.长度为1m左右的细线
B.长度为30cm左右的细线
C.直径为1.8cm的塑料球
D.直径为1.8cm的铁球
②测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t。则重力加速度g=______(用L,n,t表示)
③下表是某同学记录的3组实验数据,并做了部分计算处理。
组次 | 1 | 2 | 3 |
摆长L/cm | 80.00 | 90.00 | 100.00 |
50次全振动时间t/s | 90.0 | 95.5 | 100.5 |
振动周期T/s | 1.80 | 1.91 | |
重力加速度g/(m·s-2) | 9.74 | 9.73 |
请计算出第3组实验中的 T= __________ s, g= __________m/s2 2
④用多组实验数据做出T2-L图像,也可以求出重力加速度g,已知三位同学做出的T2-L图线的示意图如图中的a,b,c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b,下列分析正确的是____________(选填选项前的字母).
A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值
⑤某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图所示,由于家里只有一根量程为 30cm 的刻度尺,于是他在细线上的A点做了一个标记,使得选点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变,通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中,当O、A间细线的长度分别为l1、l2时,测得相应单摆的周期为T1、T2,由此可得重力加速度g= __________(用 l1、l2、T1、T2表示).